高性能高精度铜合金带材六辊冷轧机组的研发与应用

针对高性能高精度铜带材生产的技术难点,首次开发了800 mm小辊径六辊可逆中精轧机组。介绍了机组的工艺设备组成、主要工艺技术参数配置和装机水平;重点阐述了开发的新技术:紧凑式弯辊小辊径六辊轧机、高精度自动厚度控制技术、高精度板形自动控制系统以及高效除油装置。机组投入使用后,产品质量得到有效提高,对于厚度为0.175 mm,宽度为620 mm的铜带,成品厚差不大于±1μm,板形均方差不大于0.55I。

CVC六辊冷轧机轧制3102合金空调箔边紧肋松缺陷控制措施研究

对2300 mm CVC六辊冷轧机轧制3102合金空调箔边紧问题进行分析研究,主要因为轧辊边部散热大,热凸度不均,导致边紧肋松缺陷。通过调整输入宽度,增加板型辊测量环覆盖率,调整前后张力,增大C4和A16板形目标曲线系数,有效改善边紧肋松板形缺陷,并将裂变宽度由10 mm控制到5 mm以内,提高了空调箔坯料成品率。

六辊可逆冷轧机道次量综合优化技术的研究

在六辊单机架可逆轧机高速轧制过程中,轧制道次量的设定合理与否直接影响带钢的出口板形分布以及轧机轧制的稳定性,也对生产效率与机组能耗产生影响。高速轧制虽然速度快,但是高速轧制工况下,平均每个道次压下量受到限制,相对较小,要实现出口厚度一致要多出相应数量的道次。对于可逆轧机来说,道次的增加意味着整个机组能耗的较大增加。针对高速可逆轧制过程出现的板形和能耗较大问题,通过优化各道次的前后张力、轧制速度等参数,有效降低了后3道次的轧制压力和轧制功率。并建立了各道次的板形控制和功率控制目标函数,进行加权计算后,形成了一套以各道次轧制功率均匀为目标,同时兼顾板形控制、轧制稳定性以及表面缺陷防治等因素的轧制规程综合优化设定技术。将该优化技术应用到了国内某单机架可逆冷轧机组的带钢生产,带钢出口板形质量得到改善,滑伤率有效降低,生产效率得到提高。

六辊轧机刚度特性有限元

板带轧机的横向刚度和纵向刚度对于板形、板厚控制十分重要,研究不同状态下的刚度变化规律对提高板形、板厚综合控制的精度具有重要意义。在三维弹塑性有限元模型的基础上,基于某厂1420末机架六辊CVC轧机实际参数,建立了板带轧制整体有限元模型。利用该模型研究板宽、窜辊、辊径和弯辊力的变化对轧机横向刚度的影响,以及中间辊的窜辊量变化对轧机纵向刚度的影响,为轧机的板形、板厚控制量的调整,提供了参考依据,也为板带轧制过程中板形、板厚在线设定,以及控制模型的研究和优化,提供了理论基础。

六辊轧机辊间压力分布解析

用影响函数法计算了六辊轧机的辊系变形和辊间压力分布,研究了单锥度中间辊对辊间压力分布和轧件横向厚度分布的影响·结果表明采用单锥度中间辊可改善辊间压力分布状态,明显降低辊间压力峰值,但轧件横向厚差稍有增加,最大值出现在轧件边部·计算了不同锥度时的辊间压力分布与轧件横向厚度分布,通过比较辊间压力峰值与轧件边部厚度,确定了最佳锥度范围为1/100～1/150,使HC轧机的辊间单位压力峰值降低15%～20%,轧件横向厚差仅在边部增加几微米,符合板形要求·

六辊轧机刚度特性有限元分析

板带轧机的纵刚度和横刚度对于厚度和板形控制十分重要,研究轧机不同状态下的刚度变化规律对于实现板厚和板形的精确控制具有重要意义。为此,利用有限元方法对某厂六辊轧机建立了有限元模型,分别计算了不同中间辊横移量时的横刚度和纵刚度,分析了中间辊横移对轧机刚度的影响,给出了最佳横移制度,为轧机厚度和板形控制量的调整提供了参考依据。

六辊轧机非对称轧制过程板形模型与控制应用技术(Ⅰ)——六辊轧机非对称轧制过程中板形机理模型及其应用

针对六辊轧机轧制过程中存在的带材跑偏、工作辊与中间辊及支撑辊辊型不对称、来料断面形状分布不对称等问题,充分考虑到六辊轧机的设备特点与非对称轧制的工艺特点,建立一套适合六辊轧机非对称轧制过程的板形模型,并通过试验验证了模型的精度。同时,将相关模型应用到生产实践,编制出相应的板形预报分析软件,实现机组对板形的定量控制,降低了板形封闭率,给企业创造了较大的经济效益,该模型具有进一步推广应用的价值。

六辊轧机非对称轧制过程板形模型与控制应用技术(Ⅱ)--六辊轧机非对称轧制过程中板形分布规律及其控制技术

针对六辊轧机工作过程中存在的带材跑偏、工作辊与中间辊及支撑辊因磨损不对称等因素而引起的实际辊型不对称、来料板形及断面形状呈不对称分布等非对称轧制问题,以某冷轧厂1220平整机组为研究对象,定量分析了带材跑偏、来料断面形状不对称、工作辊辊型不对称、中间辊辊型不对称和支撑辊辊型不对称等典型非对称轧制情况下轧机的出口板形分布规律,并在此基础上研究了非对称轧制过程中的板形控制策略,提出了相应的板形控制技术,并将其应用到生产实践,编制出一套《1220六辊平整机组非对称轧制过程板形控制软件》,利用该软件定量分析了相关技术的板形控制效果,为机组的设备改造以及最终解决非对称轧制所带来的板形问题奠定了坚实的基础。

冷轧机板形板厚综合控制系统研究

冷轧带钢板形板厚综合控制系统模型是冷轧带钢过程控制系统的核心,该模型的精度直接影响成品带钢的板形板厚质量。针对六辊冷连轧机,给出改进的轧机刚度方程、弹跳方程和板凸度方程,并利用六辊轧机有限元模型计算板形板厚综合控制系统模型中所需的轧机横纵向刚度。得到空载辊缝值、工作辊弯辊力、中间辊弯辊力的变化量对出口厚度、出口板凸度的影响,并给出空载辊缝值、工作辊弯辊力、中间辊弯辊力设定值修正量的计算方法。经验证,出口厚度与板凸度实测值与设定值基本吻合。

六辊轧机轧辊锥度对板形的影响及其补偿技术研究

轧辊磨削过程中因磨削不良会导致轧辊出现锥度缺陷,而锥度缺陷的出现会引起成品带钢出现单边浪的板形缺陷。以六辊轧机为例,结合六辊轧机的设备与工艺特点,首先建立了存在锥度缺陷的辊型模型与锥度缺陷对板形的影响模型,定量分析了单轧辊锥度缺陷、成对轧辊锥度缺陷以及多轧辊锥度缺陷等3种情况下锥度缺陷对板形的影响。随后,在此基础上提出了一套适合于六辊轧机的轧辊锥度缺陷补偿模型,并将其应用到某750UCM可逆轧机与450UCM可逆轧机的生产实践。该模型应用后实现了锥度缺陷对板形影响的在线分析与在线补偿,有效地解决了该轧机的固定幅度的单边浪板形缺陷问题,使得成品带钢的单边浪板形缺陷封闭率从6.25%下降到0.5%以内,给企业创造了较大的经济效益,具有进一步推广应用的价值。

六辊冷轧机功效系数的研究

板形调控机构的功效系数是冷轧板形闭环反馈控制系统中最为关键的参数,直接影响到板形控制效果的好坏。针对有限元方法计算时间长和在线实验方法风险大、成本高等缺点,本文采用修正的影响函数法建立了六辊冷轧机的辊系弹性变形计算模型,通过求解轧后带钢横向平直度分布来确定各板形调控机构的功效系数,计算值与实测值的分布吻合得很好,轧辊弯辊功效系数的误差都小于1.2%,轧辊倾斜功效系数的误差小于3.5%。基于修正影响函数法建立的理论模型计算速度快,可以作为在线设定模型使用。

小辊径六辊轧机的研发应用

针对目前高变形抗力材料冷轧生产面临的难题,结合市场需求和未来发展趋势,开发了500 mm小辊径六辊可逆冷轧机组。介绍了机组的设备组成、工艺功能及主要技术参数,重点阐述了该机型在工作辊直径减小后带来的问题、解决思路以及相应的技术:正负弯平滑过渡板形控制技术、工艺润滑喷淋及挡油技术、高可靠性小辊径辊系结构。该机组投入使用后效果明显,为同类设计提供参考。

六辊铝板带冷轧机轧辊倒角仿真分析及工艺优化

辊间压痕是制约六辊铝板带冷轧机实现中间辊抽动功能从而达到改善板形目的的一大障碍。在现场考察的基础上,基于Abaqus有限元软件对六辊铝板带冷轧机进行了辊系受力仿真,得到了辊间受力的情况,分析并验证了辊间压痕的成因是由轧辊倒角设计不合理或磨辊时处理不当,没有把倒圆角倒到规定的标准所造成,并由此提出了对轧辊倒角设计的改进方案并对倒角改进后的辊系受力进行了有限元仿真。结果表明,采用所提出的倒角改进方案能够大幅度减轻辊间压痕,从而对充分发挥六辊轧机的板形控制能力,对改善板形具有重要的意义。

宽带钢六辊冷连轧机横向刚度特性研究

板带轧机的横向刚度对于板形控制十分重要,研究轧机不同状态下的横向刚度变化规律对于实现板形的精确控制具有重要意义。本文针对某厂六辊轧机利用有限元软件ANSYS9.0建立了三维辊系有限元分析模型,分别分析了不同工作辊窜辊和中间辊窜辊下的轧制力横向刚度和弯辊力横向刚度的变化情况,为轧机板形控制量的调整提供了参考依据。

实验室新型六辊轧机的设计

介绍新开发的实验室用新型六辊轧机的辊系配置、轧机结构、主要参数、板形调整机构及张力控制系统。

考虑工作辊水平挠曲时UCM轧机的板形模型及其影响因素研究

针对"长径比"较大的六辊UCM轧机轧制过程中存在工作辊水平挠曲影响板形控制精度的问题,充分考虑到六辊轧机设备与工艺特点,在研究了由于工作辊水平挠曲而引起的辊间接触状态及应力状态变化机理的基础上,建立了一套适合于大"长径比"的六辊轧机的板形模型,并以某钢厂典型规格产品为例,定量分析了长径比、张力差等因素对工作辊水平挠曲及板形的影响,同时比较了考虑工作辊水平挠度与不考虑工作辊水平挠度两种情况下弯辊与窜辊对六辊轧机的板形控制能力。将本模型应用到某钢铁厂450六辊可逆轧机,并编制出相应的板形预报软件,有效地解决了以往板形预报不准的问题。

2050mm六辊铝带材冷轧机轧制过程有限元分析

采用有限元软件MSC Marc建立了2050 mm六辊铝带材冷轧机的模型,并进行了静态和动态轧制数值模拟分析,得到的结果可以指导轧制工艺的改进,并为进一步的研究打下了坚实基础。

六辊轧机机架参数化有限元分析研究

本文针对六辊轧机机架开发了有限元分析软件,并利用软件对1 150 mm六辊可逆冷轧机机架进行了有限元分析,软件设置方便,后处理实用,提高了分析效率。利用编程软件VB.NET开发分析界面,后台调用ANSYS实现建模、求解和后处理。实现了六辊轧机机架有限元分析的参数化、可视化、简单化,友好化。

六辊轧机支撑辊传动对带钢板形的影响分析

提出了六辊轧机的支撑辊传动方式对带钢板形影响的问题,分析了主传动轴对辊系的作用力,运用Ansys有限元软件建立了六辊轧机全辊系有限元模型。考虑了主传动轴重量及轧机弹跳,运用所建有限元模型,仿真计算了静态时辊缝控制模式下带钢的板形。计算结果表明位置控制模式下主传动轴重量对带钢板形的影响可以忽略;轧制力控制模式下主传动轴重量对带钢板形的影响是不能忽略的,在实际生产中需要予以重视。

冷轧超高强钢平直度与断面形状前馈控制技术

针对六机架冷连轧机组超高强钢生产过程中因机架数多、控制工艺复杂、各机架控制能力得不到充分发挥而导致成品平直度与断面形状超差的问题,充分结合六机架冷连轧机组的设备与工艺特点,基于超高强钢冷轧过程平直度与断面形状预报模型,分析了超高强钢冷连轧过程平直度与断面形状前馈控制策略,提出了基于来料的各机架出口目标平直度曲线设定方法,开发了适合于六机架冷连轧机组的超高强钢平直度与断面形状前馈控制技术。将该技术应用到某钢厂六机架冷连轧机组,各机架控制能力得到了充分发挥,成品平直度比该技术应用前提高了12.5%,且断面形状分布更加均匀,具有进一步推广应用的价值。